天津工業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷VIP

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、想象一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的緩存系統(tǒng)，數(shù)據(jù)包按照到達(dá)的先后順序存儲(chǔ)，并且當(dāng)緩存滿時(shí)需要?jiǎng)h除最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合實(shí)現(xiàn)這個(gè)緩存？（）A.循環(huán)隊(duì)列，能夠?qū)崿F(xiàn)先進(jìn)先出，并且容易判斷滿和空的狀態(tài)B.棧，后進(jìn)先出，不符合數(shù)據(jù)包的處理順序C.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級(jí)處理，不適合按到達(dá)順序處理D.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，不適合簡單的數(shù)據(jù)包緩存2、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的信道編碼模塊，實(shí)現(xiàn)某種糾錯(cuò)編碼算法，分析其糾錯(cuò)能力和編碼效率。3、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)升壓型直流-直流變換器（BoostConverter），并對(duì)其性能進(jìn)行測試和優(yōu)化。4、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓并以數(shù)字形式顯示，給出測量精度和量程。5、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤數(shù)據(jù)傳輸與加密電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)安全地傳輸?shù)狡渌O(shè)備，并進(jìn)行加密保護(hù)。6、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)并進(jìn)行短距離傳輸。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測手環(huán)，能夠采集心率、血壓、步數(shù)等生理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP。8、考慮到一個(gè)分布式緩存系統(tǒng)，需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間同步數(shù)據(jù)，并處理節(jié)點(diǎn)的加入和離開。為了實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)同步和容錯(cuò)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能會(huì)被用到？（）A.一致性哈希B.分布式鎖C.分布式事務(wù)D.分布式隊(duì)列9、考慮一個(gè)有向無環(huán)圖（DAG），假設(shè)需要對(duì)其進(jìn)行拓?fù)渑判?。以下關(guān)于拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果，哪個(gè)說法是正確的（）A.結(jié)果是唯一的B.結(jié)果可能不唯一C.不存在拓?fù)渑判駾.以上說法都不對(duì)10、設(shè)計(jì)一個(gè)鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器，輸出特定頻率的穩(wěn)定信號(hào)，分析其相位噪聲和鎖定時(shí)間。11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還有其他指標(biāo)。關(guān)于這些評(píng)估指標(biāo)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.平均查找長度常用于評(píng)估查找算法的性能B.算法的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的評(píng)估指標(biāo)，特別是在排序算法中C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性和可讀性在實(shí)際應(yīng)用中通常不重要D.對(duì)于特定的應(yīng)用場景，還需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其他部分的集成和協(xié)作效率12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的紡織廠織布機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)織布機(jī)的速度控制、張力調(diào)節(jié)和故障診斷。13、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬集成電路中反饋放大器的穩(wěn)定性補(bǔ)償電路，分析補(bǔ)償效果和對(duì)性能的影響。14、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)通過指針相互連接。假設(shè)需要頻繁地在鏈表的頭部或中間插入和刪除元素。以下哪種鏈表結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇（）A.單向鏈表B.雙向鏈表C.循環(huán)鏈表D.靜態(tài)鏈表15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量電能消耗，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通信等功能。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的車載雷達(dá)測速系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量車輛行駛速度。17、在哈希表中，裝填因子是一個(gè)重要的概念，以下關(guān)于裝填因子的描述，正確的是：（）A.裝填因子是哈希表中已存儲(chǔ)元素的數(shù)量與表的容量之比B.裝填因子越大，哈希沖突的概率越小，查找效率越高C.裝填因子對(duì)哈希表的性能沒有影響，可以忽略不計(jì)D.為了提高哈希表的性能，裝填因子應(yīng)該盡量設(shè)置得小一些18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻的采集、編碼、存儲(chǔ)和播放，具備一定的音頻特效處理功能。19、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的差分定位數(shù)據(jù)處理模塊，分析定位精度的提升效果。20、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為大頂堆和小頂堆。假設(shè)存在一個(gè)小頂堆，其數(shù)組表示為[1,3,5,7,9,11]?，F(xiàn)在要插入一個(gè)值2，為了保持堆的性質(zhì)，需要進(jìn)行一系列調(diào)整操作。以下哪種調(diào)整方式是正確的？（）A.直接將2插入末尾，無需調(diào)整B.將2與父節(jié)點(diǎn)比較，若小于父節(jié)點(diǎn)則交換位置，直到滿足堆的性質(zhì)C.將2與子節(jié)點(diǎn)比較，若大于子節(jié)點(diǎn)則交換位置，直到滿足堆的性質(zhì)D.重新構(gòu)建整個(gè)堆21、設(shè)計(jì)一個(gè)提高通信系統(tǒng)信道容量的方案，考慮采用新的技術(shù)和方法，評(píng)估方案的可行性和有效性。22、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)多模式電路，能夠支持多種調(diào)制解調(diào)方式，提高通信的靈活性。23、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。24、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表校準(zhǔn)電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)，提高測量精度。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和攝像頭的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測視頻中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，能夠在視頻中實(shí)時(shí)跟蹤特定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。27、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調(diào)，說明電路原理和調(diào)試要點(diǎn)。28、運(yùn)用集成電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一款用于智能手機(jī)的攝像頭圖像處理芯片，具備圖像增強(qiáng)、降噪和色彩校正功能。29、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器電路，能夠?qū)⒍嗦芬纛l信號(hào)混合輸出，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整方法。30、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實(shí)現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，并分析其性能。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息、工作經(jīng)歷、培訓(xùn)記錄和績效考核等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地查詢員工信息、生成各類報(bào)表，并支持員工信息的更新和刪除操作。2、（本題5分）一個(gè)在線考試系統(tǒng)需要記錄學(xué)生的答題情況、得分和考試時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，能夠快速地統(tǒng)計(jì)考試結(jié)果、分析學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。3、（本題5分）一個(gè)在線視頻會(huì)議系統(tǒng)需要對(duì)參會(huì)人員的狀態(tài)和發(fā)言順序進(jìn)行管理。參會(huì)人員信息包括人員編號(hào)、姓名、狀態(tài)（在線/離線）、發(fā)言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢?cè)诰€參會(huì)人員名單；（2）調(diào)整參會(huì)人員的發(fā)言順序；（3）人員離線時(shí)更新狀態(tài)；（4）統(tǒng)計(jì)發(fā)言次數(shù)超過一定閾值的人員數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個(gè)科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)需要對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展情況和參與人員進(jìn)行跟蹤。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、起止時(shí)間、進(jìn)展?fàn)顟B(tài)等，參與人員信息包括人員編號(hào)、姓名、參與項(xiàng)目等。這些信息以十字鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)信息；（2）添加新的項(xiàng)目或人員；（3）刪除已完成的項(xiàng)目或離職人員；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)的項(xiàng)目數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）在一個(gè)在線招聘系統(tǒng)中，需要管理企業(yè)招聘信息、求職者簡歷、面試安排和錄用結(jié)果等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持企業(yè)招聘信息的發(fā)布和更新，求職者簡歷的投遞和篩選，面試的安排和記錄，以及錄用結(jié)果的通知，并能夠?qū)崿F(xiàn)人才庫的建立和智能匹配推薦。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用希爾排序算法處理逆序?qū)^多的數(shù)據(jù)？2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)棧結(jié)構(gòu)，解釋棧頂指針和棧底指針的作用，以及如何通過這兩個(gè)指針實(shí)現(xiàn)棧的基本操作。3、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，使用插入排序算法進(jìn)行排序，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，如何查找中間節(jié)點(diǎn)。5、（本題5分）詳細(xì)論述在一個(gè)具有n